외계인의 유전체 해독 문어는 고대 외계인의 후손이다.

OIST 연구진과 협력자들은 문어 게놈의 염기서열을 분석해 두족류 최초로 해독했습니다.

거의 5억 개의 뉴런이 8개의 촉수 팔에 분포하고 있는 세 개의 심장을 가진 해골이 없는 생명체를 상상해 보세요. 각각의 팔은 신화 속 히드라처럼 재생될 수 있고 자신만의 정신을 가지고 있습니다. 근육은 일시적인 팔꿈치와 어깨로 경직됩니다. 이 생명체는 완벽한 위장을 하는 섬뜩한 능력을 가지고 있고 남은 먹이로 자신의 방을 장식합니다.

이것이 문어의 기이한 현실입니다. 문어는 인간과 번갈아 가며 진화의 궤도의 정점을 나타냅니다. 그들은 오징어와 갑오징어를 포함한 유기체 그룹인 두족류이며, 느리게 움직이는 달팽이와 같은 조상의 자손이고 활동적이고 자원이 풍부한 포식자가 되었습니다. 비록 현대의 달팽이, 굴, 그리고 다른 연체동물들이 모두 시간적으로 볼 때 이 공통된 조상으로부터 동등하게 진화해 왔지만, 문어는 어떻게든 외계에서 온 것처럼 보이는 능력을 얻었습니다. 그 비밀은 그들의 게놈에 있습니다.

오키나와 과학 기술 대학원 대학 (OIST), 시카고 대학, 캘리포니아 대학 버클리의 연구원 팀은 문어 종의 게놈을 시퀀싱하고 분석하여 최초로 해독된 두족류를 만들었습니다. 그들은 그들의 발견을 네이처에 발표했습니다. 전체 게놈 분석은 OIST 분자 유전학 유닛의 연구원들에 의해 주도되었습니다.

반응형

문어 게놈은 많은 면에서 다른 해양 무척추동물들의 게놈과 닮았지만, 독특한 신경계의 기원과 기능을 이해하는 데 핵심적인 예기치 않은 특징들도 드러냈습니다. 두족류의 두뇌는 기본적인 무척추동물의 두뇌를 정교화한 것으로, 인간과 다른 척추동물들에서 발견되는 것과는 완전히 다른 조직을 가지고 있습니다. 두족류는 3억년 전에 고대 바다에서 포식자로 등장했습니다. 설립자이자 OIST의 저명한 교수인 노벨상 수상자 시드니 브레너 박사는 "그들은 지구상 최초의 지적인 존재들이었습니다"라고 말했습니다. 브레너 교수는 신경계의 뛰어난 정교화에 매료되어 OIST의 특징이 된 여러 중요한 게놈 프로젝트의 첫 번째로 문어 게놈 프로젝트를 시작했습니다. 문어 게놈의 복잡성은 큰 도전 과제를 제시했습니다.

문어 게놈은 이 동물이 복잡한 두뇌를 어떻게 연결하는지에 대한 열쇠를 쥐고 있을지도 모르는 몇몇 큰 유전자 계열을 암호화하고 있습니다 – 이 유전자 계열들은 다른 동물들의 두뇌 발달 조절에 관여하지만 문어에게서는 매우 광범위하게 확장됩니다. 그러나 그들의 자세한 역할은 알려지지 않았습니다. 두족류에서 흔히 볼 수 있지만 다른 동물들에서는 알려지지 않은 수백 개의 다른 유전자들도 또한 발견되었습니다. 이들 중 일부는 화려한 위장을 가능하게 하는 두족류의 역동적인 피부와 관련이 있습니다. 연구팀의 발견 중 일부는 진화를 통한 게놈 재구성에 대한 우리의 이해에 의문을 제기합니다.

이전에는 문어의 유전체 크기가 큰 것은 인간을 포함한 척추동물의 유전체에서도 볼 수 있는 전체 유전체 복제 사건의 결과로 여겨졌습니다. 그런 사건들은 진화에 도움이 될 추가적인 유전적 자료를 만들어냅니다. 그러나 문어의 유전체는 진화의 역사에서 그런 극적인 사건의 증거를 보여주지 못합니다.

알아볼 수 있는 유전자 외에도, 거대한 유전체 덩어리는 세포에서 유전자가 발현되는 방법을 제어하는 조절 네트워크로 구성되어 있습니다. 문어에게서, 유전체의 거의 절반이 동물계에서 가장 높은 비율 중 하나인 트랜스포존이라고 불리는 이동성 요소로 구성되어 있는 것으로 밝혀졌습니다. 트랜스포존은 복제되고 그들 자신의 삶을 따라 움직이며, 유전자 발현을 방해하거나 향상시키고 유전자 순서의 재구성을 용이하게 합니다. 연구원들은 그들 중 많은 것들이 문어 신경계에서 특히 활동적이라는 것을 발견했습니다.

문어 게놈에는 다른 동물의 염색체에 모여 있는 유전자들이 분산되어 있었는데, 아마도 트랜스포존의 활성 때문일 것입니다. 특히 극적인 예로 모든 동물의 배아 발생에 관여하는 "Hox" 유전자가 있습니다. 문어는 다른 연체동물을 포함한 대부분의 동물에 모여 있지만 조각조각 흩어져 있어 다재다능한 두족류 신체 계획의 진화를 가능하게 합니다.

서열화된 문어 게놈의 분석은 완전히 끝난 것이 아닙니다. 서열화된 게놈은 또한 두족류를 연구하는 과학자들이 이 이국적인 동물들의 다른 종들을 연구하는 데 참고가 될 수 있습니다. 향후 연구는 또한 두족류 유전자와 신경계의 발달 및 기능과 관련된 조절과 관련이 있습니다. 그 유전자들 중 일부는 이미 배아 단계에서 활성화되어 있기 때문에 그들의 발현은 생화학적으로 방해를 받을 수 있습니다. 연구자들은 그러면 성장한 유기체에서 발생하는 차이를 주의할 수 있습니다.

728x90

"이 모든 것을 하기 위해서, 우리는 실험실에서 동물들을 기를 수 있어야 하고, 그들의 정상적인 행동이 무엇인지에 대한 더 나은 생각을 가져야 합니다. 그래서 우리는 유전자가 삭제되거나 파괴되었을 때 무엇이 바뀌었는지를 인식할 수 있습니다. 이것은 OIST와 같은 다학제적인 환경에서만 할 수 있는 큰 프로젝트입니다."라고 OIST의 분자유전학 연구소장인 다니엘 록사르가 말했습니다.

인간은 새들을 모방하여 하늘을 나는 기계들을 발명했습니다. 우리는 문어가 우리에게 해저에 쉽게 접근하게 해주는 영감을 주는 로봇들을 기대할 수 있습니다.

인간으로서, 우리는 우리가 진화론적인 면에서 독특하다고 생각하고 싶지만, 그 문어는 그렇지 않다는 것을 밝힐 수 있습니다. 그 문어가 과학자들을 매료시키는 한 가지 이유는 그것의 뇌가 척추동물의 뇌의 원리를 채택하지 않고 그렇게 믿을 수 없고, 복잡한 일들을 수행할 수 있도록 조직화되었기 때문입니다. 더 많은 조사는 그것의 신경계의 구성 요소들이 문어의 능력이 시사하듯이, 우리와 같은 척추동물의 그것들과 근본적으로 다른지를 말해줄 것입니다.

이는 말처럼 그렇게 가능성이 높지는 않습니다. 문어가 완전히 다른 생태계에서 진화했다고 해도, 진화는 주어진 문제에 대해 그렇게 많은 해결책을 제시할 수 있을 뿐입니다. 실제로 유사점이 발견된다면, 이는 우주의 다른 곳에서 생명이 출현하는 것에 대한 우리의 관점을 크게 바꿀 것입니다.

"이 문어는 다른 모든 동물들, 심지어 그것과 관련이 있는 동물들과 너무나 완전히 다르게 보여서 영국 동물학자 마틴 웰스가 그것을 외계인이라고 유명하게 불렀습니다. 그런 점에서, 여러분은 우리의 논문이 외계인의 최초 염기서열 분석된 유전체를 설명한다고 말할 수 있습니다," 라고 시카고 대학의 신경생물학 부교수이자 문어를 연구한 팀의 리더인 클리프톤 래그스데일이 말했습니다.